Novo método para estimativa do gradiente de fratura para poços de petróleo

The development of oil wells drilling requires additional cares mainly if the drilling is in offshore ultra deep water with low overburden pressure gradients which cause low fracture gradients and, consequently, difficult the well drilling by the reduction of the operational window. To minimize, in the well planning phases, the difficulties faced by the drilling in those sceneries, indirect models are used to estimate fracture gradient that foresees approximate values for leakoff tests. These models generate curves of geopressures that allow detailed analysis of the pressure behavior for the whole well. Most of these models are based on the Terzaghi equation, just differentiating in the determination of the values of rock tension coefficient. This work proposes an alternative method for prediction of fracture pressure gradient based on a geometric correlation that relates the pressure gradients proportionally for a given depth and extrapolates it for the whole well depth, meaning that theses parameters vary in a fixed proportion. The model is based on the application of analytical proportion segments corresponding to the differential pressure related to the rock tension. The study shows that the proposed analytical proportion segments reaches values of fracture gradient with good agreement with those available for leakoff tests in the field area. The obtained results were compared with twelve different indirect models for fracture pressure gradient prediction based on the compacting effect. For this, a software was developed using Matlab language. The comparison was also made varying the water depth from zero (onshore wellbores) to 1500 meters. The leakoff tests are also used to compare the different methods including the one proposed in this work. The presented work gives good results for error analysis compared to other methods and, due to its simplicity, justify its possible application

O desenvolvimento da perfuração de poços de petróleo requer cuidados adicionais principalmente se a perfuração for marítima em lâmina d água ultraprofunda, o que levam a baixos gradientes de sobrecarga, ocasionando baixos gradientes de fratura e, conseqüentemente, dificultando as operações de perfuração pela redução da janela operacional. Para minimizar as dificuldades enfrentadas pela perfuração nesses cenários, na fase de planejamento, são utilizados modelos indiretos para estimativa do gradiente de fratura, que podem prevê valores aproximados dos testes de absorção. Esses modelos geram perfis de geopressão que permitem a análise detalhada do comportamento das pressões em todo o intervalo do poço. A maioria dos modelos tem como base a equação de Terzaghi, diferenciando apenas na determinação dos valores do coeficiente de tensão da matriz da rocha. Este trabalho propõe uma forma alternativa diferente, para se estimar o gradiente de fratura, por meio de uma correlação geométrica que relaciona proporcionalmente os gradientes de pressão para cada profundidade em todo o intervalo do poço. As grandezas envolvidas variam em uma mesma proporção em todo intervalo do poço. O modelo baseia-se na aplicação da proporção áurea do segmento sobre o diferencial de pressão correspondente à tensão da matriz. O estudo mostra que a proporção áurea encontra valores de gradiente de fratura com grande aproximação dos valores de testes de absorção disponíveis da área. Os resultados obtidos foram comparados com doze modelos indiretos distintos que estimam gradiente de fratura baseados no efeito da compactação. Para isto, um programa em linguagem Matlab foi desenvolvido. A comparação também foi feita com a variação de lâminas d água variando de zero (para poços terrestres, por exemplo) a 1500 m. A medida da precisão para avaliação de cada método toma como referencial os valores de testes de absorção e é feita através do erro relativo percentual. A precisão mostrada nos valores apresentados na análise de erro e a forma bastante simples do modelo proposto mostram que é justificável a sua aplicação